嗜熱菌
嗜熱菌俗稱(chēng)高溫菌,廣泛分布在溫泉、堆肥、地熱區土壤、火山地區以及海底火山地等。
兼性嗜熱菌最適宜生長(cháng)溫度在50-65℃之間,專(zhuān)性嗜熱菌最適宜生長(cháng)溫度則在65-70℃之間。在冰島,有一種嗜熱菌可在98℃的溫泉中生長(cháng)。在美國黃石國家公園的含硫熱泉中,曾經(jīng)分離到一株嗜熱的兼性自養細菌——酸熱硫化葉菌(Sulfolobus),它們可以在高于90℃的溫度下生長(cháng)。
近年來(lái),這種細菌已受到了廣泛重視,可用于細菌浸礦、石油及煤炭的脫硫。在一些污泥、溫泉和深海地熱海水中,生活著(zhù)能產(chǎn)甲烷的嗜熱細菌,生活的環(huán)境溫度高,鹽濃度大,壓力也非常高,在實(shí)驗室很難分離和培養。嗜熱真菌通常存在于堆肥、干草堆和碎木堆等高溫環(huán)境中,有助于一些有機物的降解。
在發(fā)酵工業(yè)中,嗜熱菌可用于生產(chǎn)多種酶制劑,例如纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、菊糖酶等,由這些微生物中產(chǎn)生的酶制劑具有熱穩定性好、催化反應速率高,易于在室溫下保存。
近年來(lái),嗜熱菌研究中最引人注目的成果之一就是將水生棲熱菌中耐熱的Taq DNA聚合酶用于基因的研究和遺傳工程的研究以及基因技術(shù)的廣泛應用中。
嗜鹽菌
嗜鹽菌通常分布在曬鹽場(chǎng)、鹽湖、腌制品中以及世界上著(zhù)名的死海中。嗜鹽菌能夠在鹽濃度為15—20%的環(huán)境中生長(cháng),有的甚至能在32%的鹽水中生長(cháng)。極端嗜鹽菌有鹽桿菌(Halobacterium)和鹽球菌(Halococcus),屬于古菌。鹽桿菌細胞含有紅色素,所以在鹽湖和死海中大量生長(cháng)時(shí),會(huì )使這些環(huán)境出現紅色。一些嗜鹽細菌的細胞中存在有紫膜,膜中含有一種蛋白質(zhì),叫做細菌視紫紅質(zhì),能吸收太陽(yáng)光的能量。
嗜鹽菌能引起食品腐敗和食物中毒,副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是分布極廣的海洋細菌,也是引起食物中毒的主要細菌之一,通過(guò)污染海產(chǎn)品、咸菜、烤鵝等致病。嗜鹽菌可用于生產(chǎn)胞外多糖、聚羥基丁酸(PHB)、食用蛋白、調味劑、保健食品強化劑、酶保護劑、計算機存儲器等,還可用于海水淡化、鹽堿地改造利用以及能源開(kāi)發(fā)等。
嗜酸菌
嗜酸菌分布在酸性礦水、酸性熱泉等地區,如氧化硫硫桿菌在pH值低于0.5的環(huán)境中仍能存活,專(zhuān)性自養嗜酸的氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillus ferrooxidans)能氧化硫和鐵,并產(chǎn)生硫酸,這兩種細菌都是極端嗜酸菌。在酸性環(huán)境中,還存在能夠氧化鐵的鉤端螺旋菌(Leptospira)。嗜酸硫桿菌(Thiobacillus acidophilus)是一種能進(jìn)行化能自養和化能異養生長(cháng)的細菌,最適生長(cháng)pH值在3.0—3.5之間的環(huán)境中。
在酸性環(huán)境中,還生活著(zhù)一些嗜酸嗜熱的芽孢桿菌(Bacillus),在60—65℃、pH3-4的條件下,生長(cháng)速率達到最大。這種細菌能利用碳水化合物或氨基酸作為營(yíng)養源。在酸熱環(huán)境中生長(cháng)繁殖的一種最異常的微生物是嗜酸熱原體(Thermoplasma acidophilum),它的最適生長(cháng)溫度為59℃,最適pH為2左右,無(wú)細胞壁,對營(yíng)養要求相當復雜,必需利用酵母膏作為營(yíng)養基質(zhì),但必須有天然的有機營(yíng)養才能生長(cháng)。
此外,在酸性環(huán)境中,還生活著(zhù)許多嗜酸的真核微生物,如橢圓酵母、紅酵母等。有一種頭孢霉(Cephalosporium),能在濃度為10%以上的硫酸中生長(cháng),并要求培養基中含有4%的硫酸銅,它是迄今發(fā)現的抗酸能力最強的微生物。多年來(lái),一些嗜酸細菌被廣泛用于銅等金屬的細菌浸出。
另外,人們也在嘗試利用硫桿菌分解磷礦粉,通過(guò)提高其溶解度來(lái)增加磷礦粉的肥效。過(guò)提高其溶解度來(lái)增加磷礦粉的肥效。
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